幾種天然吸附材料的吸附性能研究

在人類工農業生產實踐中，產生和排放的重金屬離子和有害物質非常毒性，對人類生存環境構成了嚴重威脅。在對廢水重金屬離子的處理中,活性炭是廣泛應用的吸附處理劑。然而,由于活性炭耗量大,以及在處理一些無機離子時,需添加配位劑等因素,使其成本升高。因此,近10多年來尋求天然廉價、性能優良的功能吸附材料,已成為世界各國在這一領域應用研究的熱點。目前,應用較多的天然吸附材料有:殼聚糖、天然沸石、粘土、低品位的煤,以及一些工業副產物如廢紙漿產生的木質素、紅泥、飛塵、煤灰、金屬氧化物等,農加工副產品如稻殼、椰子殼等。11.1廢水酸介質中mckajbhaskar的研究進展殼聚糖(chitosan),是甲殼素部分脫乙酰基產物,甲殼素在自然界的量僅次于纖維素,廣泛存在于蟹殼、蝦殼的甲殼和一些真菌類如曲霉菌、毛霉菌等的細胞壁中MckayUdaybhaskar為了提高殼聚糖在廢水酸堿介質中的穩定性,近年來一些研究者作了大量的工作。Guibal等用戊二醛或羧基化學修飾殼聚糖,發現一定程度修飾的殼聚糖,在其穩定性提高的同時,也提高了對金屬離子的選擇性吸附。1.2沸石預處理的研究天然沸石,在世界許多國家如希臘、意大利、墨西哥以及我國的許多地區都有豐富的貯存量。自然界的天然沸石,是以四面體立體結構存在的鋁硅酸鹽,因其特殊的結構與優良的離子交換性能,作為高效率、低成本的吸附材料,目前已給許多國家和地區帶來了實惠。天然沸石主要有斜發沸石和菱沸石,其價格很大程度取決于自身的質量。其中,斜發沸石在自然界中種類繁多,不少于40多種,貯量豐富。在眾多的研究中發現,斜發沸石對重金屬離子如CdPb從以上順序可看出,斜發沸石對廢水中的PbGroffman等將沸石炭化處理,產生的親水與疏水表面能分別與有機廢水中的有機和無機物結合,用于含Pb許多研究者還發現,沸石的選擇性與離子交換能力,取決于對沸石的預處理方法。目前常用的預處理方法是用NaOH溶液,清除沸石晶格中被占用的活性吸附位點,從而提高沸石對金屬離子的交換能力。斜發沸石用NaOH預處理后,對PbOukiCabrera等應用沸石對CuIngezakis由此可見,價格低廉的沸石,若能在工藝上克服對處理介質的低滲透性等問題,無疑在廢水處理中,可替代價格較貴的活性炭,發揮更大的作用。1.3重金屬離子處理粘土也是一種優良的可替代活性炭的天然吸附材料,類似于沸石,在土壤中它是一種重要的無機化合物,具有高比表面、高負電荷及高的離子交換性能。因此,若用于廢水重金屬離子的處理,效率高、效果好。自然界存在的粘土有3類:蒙脫石、高嶺石和云母。其中,蒙脫石的陽離子交換能力最高,價格僅為活性炭的1/20,現利用蒙脫石處理廢水中的ZnSrivastava等Singh等Khan等與沸石相比,雖因性能與離子交換能力的不同,材料本身的溶脹,導致吸附重金屬離子的能力不如沸石,但其豐富的天然貯量與低廉的價格,也許會彌補粘土在這一領域應用存在的諸多不足。1.4重金屬離子吸附劑工業副產物如肥料業產生的大量Fe(OH)Namasivayam等報道用Fe(OH)Srivastava等除此以外,天然氧化物、火力發電廠的粉煤灰、木加工廠的鋸屑、制糖廠的廢渣、鋁加工廠的紅泥,農業加工業的副產物如稻殼、椰子殼等,均是價廉的重金屬離子吸附劑。2活性炭吸附法盡管前述了不少成本較活性炭低廉的各種天然吸附劑,但今天商品活性炭仍被大量使用。用活性炭來吸附清除重金屬離子如